Simulación por ordenador del Universo – Illustris

 

Un grupo internacional de científicos ha desarrollado un modelo del Universo que simula la evolución de la materia desde los inicios de la época y hasta la fecha.

Según la el concepto de que nuestro universo en el 95% de la energía oscura y la materia oscura. Simulación de la dinámica del 5% restante, que llevan a la normal – барионной de la materia (principalmente compuesta por protones, neutrones y electrones), resultó una tarea compleja.





El semanario Nature publicó los resultados de la simulación numérica de la educación de las estructuras cósmicas, reflejan como a gran escala de la distribución de барионной de la materia, y cambiar con el paso del tiempo sus propiedades específicas de sistemas galácticos.

El seguimiento de la evolución de la барионной de la materia – la tarea compleja de los fenómenos en una amplia gama de físicos de la magnitud involucrados en el proceso de formación de las galaxias y de las más grandes estructuras del Universo. Para llegar representativo, de parte del Universo, космологи debían describir el volumen de por lo menos 100 millones de parsecs (326 millones de años luz) de ancho. Natural de la escala de starburst es de aproximadamente 1 pársec, y el proceso de acreción de la sustancia en un agujero negro se produce incluso en menor escala. La simulación numérica hace mucho tiempo se utiliza para resolver estas tareas. Sin embargo, hasta ahora, incluso en los más potentes superordenadores era imposible ejecutar lo suficientemente grande de simulación para modelar a gran escala de la distribución de gas, las estrellas y la materia oscura, manteniendo el nivel de detalle adecuado de reflexión individuales de las galaxias.

Ha recibido el nombre Illustris el modelo contiene más de 10 millones de celdas individuales que reflejan el gas en una simulación de volúmenes, lo que aproximadamente en un orden de magnitud mayor que la que tienen de su predecesora. La simulación se inicia desde el momento en 12 millones de años tras el big bang, y se desarrolla hasta la época actual. En su código los investigadores utilizaron un nuevo método para resolver las ecuaciones que describen la evolución de la барионной de la materia en estructuras espaciales. En su modelo, los científicos han abarcado una amplia gama de fenómenos físicos, entre los cuales el enfriamiento del gas, la evolución de las estrellas, un flujo de energía de las explosiones de supernovas, la producción de elementos químicos, аккреция de la sustancia en agujeros negros supermasivos. En conjunto, estos fenómenos no lineal influyendo unos en los otros, llevaron la evolución observada por nosotros Universo.

La ejecución de la simulación ha ocupado aproximadamente 16 millones de horas de tiempo de procesamiento es de alrededor de dos mil años de trabajo de un ordenador personal. El resultado final del modelo es semejante a la del Universo observable. Los resultados de la simulación de la vigilancia сверхглубокого espacio en Illustris fácilmente se puede confundir con la imagen real del Universo, obtenidos en el ámbito de сверхглубокого de la revista "hubble" (Hubble Ultra Deep Field). Imagen cuyo origen radica en el Universo virtual de las galaxias sorprendentemente realistas, anteriormente, esto fue posible sólo en la simulación individuales de las galaxias. No se trata sólo de la inspección visual de las similitudes, una amplia gama de indicadores cuantitativos concuerda con las observaciones del Universo real.

Sin embargo, Illustris no significa el fin de mejorar la космологических modelos de educación de las galaxias. El volumen de los modelos aún no es lo suficientemente grande para la simulación de los raros космологических de los objetos, incluso los agujeros negros del Universo temprano. El nivel de detalle no es suficiente para un estudio más tenues galaxias, como los que rodean la vía láctea. Звездообразование en маломассивных galaxias en Illustris se produce antes y más rápido que el del Universo real. Todo esto requiere de la decisión. Todavía lejano el sueño – la posibilidad de alcanzar proporciones necesarias para el modelado directo de formación de estrellas en la simulación, que abarca miles de galaxias similares a la Млечному camino.

 

 

Fuente: nkj.ru